Розділ2 методи пошуку нових технічних рішень

2.1.Розвиток методики технічної творчості. Евристика та її сутність

Як зазначається [18], у давнину вважали, що таємниця винахідництва доступна тільки богам. Єгиптяни вважали, що астрономічні прилади винайшов бог Тот, а спосіб виготовлення пива – Озіріс. Греки думали, що винахідником вина є бог Бахус, а плуга – богиня Гера. Римляни гадали, що винахідником способу обробки землі був бог Сатурн, а богиня Деметра підказала спосіб вирощування хлібних злаків легендарному винахіднику Тріптолему.

Тривалий час творчий процес був під впливом метафізичних уявлень, догматів релігії, агностицизму, біологічного детермінізму та інших ідеалістичних теорій і вважався таємничим, принципово таким, що не пізнається.

Науково обґрунтовані уявлення про творчість з’явились в результаті матеріалістичної філософії та діалектики.

Новатори застосовували діалектику задовго до того, як були сформульовані її закони. Вони суто емпірично наштовхувались на рішення. Але свідоме застосування діалектики та її законів має великі переваги. Крім знання законів діалектики, необхідно вміти застосовувати їх в кожному конкретному випадку. Тому були розроблені загальні та окремі методи.

Більшість поважних вчених в нашій країні та за її межами вважають, що технічна творчість має свої закономірності, які можливо пізнати та використати для оптимізації творчого процесу.

Видатні винахідники античного світу мали уявлення про методи технічної творчості та навчали цим методам своїх учнів. Одну з перших спроб осмислення процесу творчості зробив Архімед в своїх трактатах «Ефодікон» та«Стомахіон». В останньому розглянуті способи створення нових технічних об’єктів із стандартних елементів. Цьому ж різновиду творчості був присвячений трактат Паппа Олександрійського«Мистецтво вирішувати задачі».

Лукрецій Кар в трактаті «Про природу речей» пояснює виникнення й розвиток речей комбінуванням частин та приєднанням нових елементів.

Шоста книга арабського вченого Абу Мухаммеда ар-Разі «Кітаб ар-раха» присвячена методиці творчого експериментування.

Середньовічний іспанський схоласт Раймонд Луллій для вирішення творчих задач використовував різні логічні схеми й винайшов логічні машини. В своїх працях Р. Луллій запропонував метод вирішення задач, принципи, засоби, операції, застосовувані матеріали, позначення літерами, знаками та їх комібнаціями.

В середньовіччі пошуками секретів творчості займались псевдонауки: алхімія, астрономія, чорна та біла магія, кабалістика, символічна геометрія, геомантія, піромантія, хіромантія, гідромантія, некромантія, нігромантія. Кожна з цих «наук» ділилась на окремі«мистецтва», а останні вміщували низку«секретів», методів. Методи зберігались в суворій таємниці.

Алхіміки намагались вирішити помилкові задачі: винайти вічний двигун, панацею, еліксир життя, штучне золото, «камінь мудрості». Але вони внесли свій вклад в розвиток методики технічної творчості, особливо в хімії. Їм належать деякі винаходи та відкриття. Так, у 1674 р. Алхімік Бранд при спробі одержати з людського волосся рідину для перетворення срібла в золото, відкрив фосфор.

У більшості випадків алхіміки використовували деякі методи. Так, Т. Парацельс вважав, що нові речовини можливо створювати, перетворюючи натуральні речовини:

а) кальцинацією, випалюванням, прожарюванням, цементацією, реверберацією (повільне згасання звуку);

б) сублімацією (перехід речовин з кристалічного стану до пари та навпаки);

в) розчиненням і т. д.

Важлива роль належить працям винахідників, які відкидали засоби алхімії, наприклад, Леонардо да Вінчі. Він застосовував методи винахідництва при вирішенні технічних задач. Особливе значення він надавав моделюванню. Він розробив моделі літальних апаратів, гідротехнічних споруд, човнів і т. д. Метод аналогії він описав у трактаті «Про літання та рух у повітрі». Крім того, він застосовував методи дублювання, мультиплікації, зворотного зв’язку (наприклад, він розробив рожен для того, щоб смажити м’ясо, в якому швидкість обертання залежала від інтенсивності полум’я).

Внесок в методику винахідництва зробив англійський вчений Френсіс Бекон. Він запропонував у якості методу винахідництва індукцію (від окремого – до загального).

Р. Декарт вважав основними методами творчості індукцію й дедукцію. Метод він порівнював з дороговказною ниткою Аріадни для проникнення в лабіринт. В книзі «Міркування про метод» Р. Декарт відмічає, що«мати добрий розум замало», головне –«його добре застосовувати».

У XVII ст. Б. Спіноза в роботі «Трактат про удосконалення розуму» назвав методи інтелектуальними інструментами.

Г. В. Лейбніц розробив власну методику винахідництва й методику комбінування. Він вважав, що методика винахідництва є областю логіки.

Основи методики винахідництва розглядав і Х. Вольф – послідовник Лейбніца.

Одна з фундаментальних праць по методиці технічної творчості – книга чеського мислителя Б. Больцано«Науковідання». Ч. IV цієї книги називається«Мистецтво винахідництва». Тут він розглядає евристичні правила й методи. Терміном«мистецтво винахідництва» він позначив евристику – науку про творче мислення.

Питанням винахідництва присвячені роботи (XVIII ст.) Д. Г. Штейн­барта, Г. Гельмгольца, Д. Прістлі.

Французький психолог Т. Рібо розробив метод емпатії (уособлення, одухотворення технічного об’єкта), метод символічної аналогії, метод використання метафор (за Рібо – містична уява) і т. д.

І. Кант особливе місце в творчості віддавав наслідуванню.

Вчений-хімік В. Оствальд був прихильником створення методики науково-технічної творчості. За його думкою, методиці винахідництва можливо навчитись.

В розвиток методики винахідництва вніс свій вклад французький математик А. Пуанкаре, котрий розглядав корисні комбінації.

В XX ст. в США методикою винахідництва займались К. Д. Туска, Г. А. Тулмін (логічні методи), А. Ф. Осборн – свідоме використання випадковостей («мізкова атака»).

Характерний представник евристичного напрямку – американський вчений Д. Пойа. Він вважає, що створення загального методу для вирішення творчих задач неможливе. Тому він розробив сукупність порад та питань для конкретних умов.

Д. С. Пірсон досліджував бар’єри для творчості (сприйняття, культури, середовища, емоційні). Він одержав рівняння творчості та навів конкретні приклади того, як за допомогою цього рівняння вирішуються різні творчі інженерні задачі.

Іноземні спеціалісти запропонували низку методів, які претендують на універсальність:

а) морфологічний метод Ф. Цвіккі;

б) систематичний підхід І. Мюллера, який ґрунтується на евристичному алгоритмі вирішення винахідницьких задач;

в) «мізкова атака» А. Ф. Осборна;

г) синектика В. Дж. Гордона, удосконалена Дж. М. Прінсом та іншими;

д) методика Д. С. Пірсона, яка заснована на його рівнянні творчості;

е) методика фокальних об’єктів Ч. С. Вайтінга;

ж) методика інженерного проектування систем, авторами якої є Дж. Р. Діксон, Г. Х. Гуд, Е. Макол;

з) методика комплексного вирішення технічних проблем С. Віта;

і) методика творчого інженерного конструювання Г. Р. Бу­ля і т. д.

В колишній Чехословаччині дослідженнями методики творчості займались М. Віммер, К. Бачковський, С. Віт. В Поль­щі вчені Я. Лахович, С. Бляховський, З. Петрасинський, Т. Новацький, А. Матейко, Є. Талейко також досліджували питання технічної творчості. Зокрема, Є. Талейко розглянув об’єктивні можливості навчання технічній творчості та інші подібні питання.

В колишній НДР проводились серйозні дослідження в області технічної творчості. Праці з системної евристики написали І. Мюллер, Ф. Лезер, В. Гільде, К. Бруне.

В царській Росії питаннями технічної творчості займався латиський вчений, академік В. І. Вальден.

В СРСР в 20-ті роки патентознавець П. К. Енгельмейєр розробив теорію технічної творчості – психоеврилогію.

За його ініціативою був створений еврилогічний інститут для літературної й художньої творчості.

Дослідженням творчості займався академік В. М. Бехтєрєв.

Спробу створити загальну організаційну науку «тектологію» виконав А. А. Богданов. Але універсальний підхід виявився не обґрунтованим.

Радянський вчений С. М. Василейський намагався психологічно обґрунтувати методи вирішення винахідницьких задач.

Крім названих вчених, в СРСР над методами технічної творчості працювали В. Н. Пушкін, О. К. Тихоміров, Я. О. Пономарьов, І. М. Ро-зет, Ю. М. Кулюткін, О. В. Брушлинський, В. І. Ковальов, А. О. Шу-бін, В. А. Моляко, В. Г. Розумовський, В. В. Іванов, Г. С. Альтшул-лер, І. Я. Конфедератов, В. І. Бєлозєрцев, М. І. Середа, В. В. Чавчанідзе, Г. Я. Буш, А. І. Половінкін та багато інших.

На 1970 р. по методиці технічної творчості у світі було більше 20000 публікацій. Запропоновано близько 30 ори­гі­наль­них методик та більше 3000 методів вирішення винахідницьких задач.

Але до цього часу значна частина винахідників працює за методом «спроб та помилок». Популярні звичні, але не вірні мір­кування про винахідництво: «Все залежить від ви­пад­ко­во­сті», «Все залежить від завзятості. Потрібно наполегливо випробовувати різні варіанти», «Все залежить від природжених здатностей». Все це – поверхневі міркування.

В кінці XIX ст. метод спроб та помилок удосконалив Едісон. В його майстерні працювало до 1000 людей. Тому технічну проблему він поділяв на низку задач, і по кожній задачі одночасно велась перевірка варіантів. Едісон винайшов науково-дослідний інститут (НДІ).

Існує думка, що в наш час крупні винаходи робляться не одинаками, а колективами. Але тут лише частина правди. Все залежить від рівня роботи. «Одинак»-екскаваторник робить більше, ніж «колектив» землекопів.

Метод спроб та помилок і організація творчої праці, яка ґрунтується на ньому, дійшли до протиріччя з вимогами сучасного науково-технічного прогресу.

Термін «евристика» вперше введено в 7-му томі «Математичного збірника» грецького математика Паппа, який жив близько 300 р. н. е. З ним пов’язують виникнення евристики, як науки про те, як робити відкриття та винаходи.

В Росії евристикою багато часу займався інженер П. К. Енгель-майєр, автор низки книг з теорії творчості. Він писав: «Оказывается, что гениальность вовсе не такой божественно редкий дар, что она … составляет удел всякого, кто не рожден совсем идиотом».

З другої половини XIX ст. почали з’являтись дослідження з психології наукової й технічної творчості. Спочатку увага була прикута до вивчення особи винахідника. Але спостереження за окремими винахідниками дуже складно здійснити, оскільки виникають великі практичні труднощі.

Для багатьох психологів ідея керування творчістю й до цього часу виглядає не реальніше, ніж ідея керування рухом зірок.

Кожна наука проходить стадії «алхімії» й «хімії». На стадії «алхімії» вона намагається охопити всю різноманітність світу однією-двома формулами. Алхімія, наприклад, дивилась на область, яка вивчається тепер хімією, як на щось другорядне, побічне. Алхіміки намагались одержати філософський камінь, який дає вічне здоров’я, вічну молодість, мудрість, здатний оживити мертвих та перетворити будь-який метал в золото… Психологія творчого мислення все ще знаходиться на рівні «алхімії»: намагається простими дослідами заволодіти механізмом творчості (всілякої). Створенню загальної теорії творчості повинно передувати дослідження конкретних видів творчості. Тільки спираючись на теорію винахідницької творчості, теорію наукової творчості, теорію літературної творчості, можливо з часом створити загальну теорію творчості, яка, в свою чергу, дасть новий поштовх для розвитку частинних теорій.

Шлях до створення наукової теорії творчості довгий та важкий. Але життя, практика, виробництво потребували нових методів вирішення винахідницьких задач, хоча б якоюсь мірою ефективніших, ніж простий перебір варіантів. І такі методи з’явилися. Це були чисто психологічні методи, але створили їх не психологи.

Сучасний науково-технічний прогрес, бурхливий розвиток науки, техніки й виробництва увійшов у протиріччя зі старим, ненадійним та малопродуктивним способом мислення й пошуку нових рішень. Тому актуальним є створення нових спеціальних методів активізації творчості. Деякі найбільш популярні методи наведені у табл. 2.1. На теперішній час сформулювалась така система знань про технічну творчість та методи, яку вже впевнено можна вважати підґрунтям науки. Визначилась термінологія, деякі основні поняття методології творчості, які стали у наш час мовою науки, що розвивається.

Продовження таблиці 2.1
№	Назва метода. Країна, де він був розроблений	Автор	Рік роз­робки
1	2	3	4
СРСР
1 Таблиця 2.1. Деякі методи технічної творчості .	Алгоритм вирішення винахідницьких задач	Г. Альтшуллер	1956
2.	Метод напрямленого мислення	Н. Середа	1961
3.	Метод семикратного пошуку	Г. Буш	1964
4.	Психоевристичне програмування (ИПИД)	В. Чавчанідзе та інші	1968
5.	Метод використання бібліотеки евристичних заходів	А. Половінкін	1969
6.	Системно-логічний підхід до вирішення винахідницьких задач	В. Шубін	1972
7.	Метод гірлянд випадковостей та асоціацій	Г. Буш	1972
8.	Метод десяткових матриць пошуку	Р. Повілейко	1972
9.	Узагальнений евристичний алгоритм	А. Половінкін та інші	1976
НДР
10.	Метод організуючих понять	Ф. Ханзен	1953
11.	Метод конференції ідей	В. Гільде та інші	1970
12.	Метод систематичної евристики	І. Мюллер та інші	1970
13.	Метод функціонально-вартісного аналізу	Х. Еберт, К. Томас	1971
Чехословаччина
14.	Метод комплексного рішення проблем	С. Віт	1967
Німеччина
15.	Метод каталога	Ф. Кунце	1926
Англія
16.	Метод функціонального проектування	Є. Матчетт	1966
17.	Метод контрольних запитань	Т. Ейлоарт	1969
18.	Метод функціонального винахідництва	К. Джонс	1970
19.	Метод розчленованого проектування	К. Джонс	1972
20.	Метод ліквідації тупикових ситуацій	К. Джонс	1972
21.	Метод трансформації системи	К. Джонс	1972
США
22.	Метод морфологічного аналізу	Ф. Цвіккі	1942
23.	Метод синектики	В. Гордон	1944
24.	Метод контрольних запитань	Д. Пойа	1945
25.	Метод контрольних запитань	Р. Кроуфорд	1954
26.	Метод відомостей характерних ознак	Р. Кроуфорд	1954
27.	Метод мозкового штурму	А. Осборн	1957
28.	Метод контрольних запитань	С. Пірсон	1957
29.	Метод фокальних об’єктів	Ч. Вайтінг	1958
30.	Метод аналізу витрат та результатів	Ю. Фанге	1959
31.	Метод творчого інженерного конструювання	Г. Буль	1960
32.	Метод контрольних запитань	А. Осборн	1964
33.	Метод раціонального конструювання	Р. Мак-Крорі	1966
34.	Метод ступінчастого підходу до вирішення задач	А. Фрейзер	1969
35.	Метод музейного експерименту	Колектив авторів	1970
Франція
36.	Метод «матриць відкриття»	А. Моль	1955
37.	Метод «Креатіке»	Колектив авторів	1970
38.	Інтегральний метод «Метра»	І. Бувен і інші	1972

До основних визначень методологічних заходів та понять технічної творчості належать такі.

Мета– бажаний результат діяльності особи або колективу в межах деякого зазначеного інтервалу часу.

Евристичне (методологічне) правило– це елементарна одиниця методологічних засобів, яка вміщує наказ дії, її дозвіл або заборону. Кілька елементарних правил, об’єднаних для досягнення певної мети, єевристичним прийомом– наступним ступенем методологічних засобів.

Евристичний прийом– короткі вказівки з того, які перетворення в даній технічній системі можливо виконати для одержання нового рішення, досягнення поставленої мети.

Операція – дія, яка напрямлена на досягнення певної мети. Вона може бути як простою, неподільною, так і складною, яка розділяється на простіші дії.

Процедура– сукупність вказівок про порядок виконання всіх операцій, які призводять до досягнення певної мети.

Метод– спосіб досягнення якоїсь мети, вирішення конкретної задачі, сукупність прийомів або операцій практичного або теоретичного засвоєння (пізнання) дійсності.

Евристичний методвміщує один або кілька методологічних прийомів, викладених з додержанням цілеспрямованої упорядкованості виконуваних дій, процедур.

Методика – це сукупність методів, збагачених цілеспрямованими керівними принципами. Структура методики вміщує кілька принципів та упорядкованих методологічних правил.

Методологія– науки (вчення) про методичні засоби.

У наступних параграфах цього розділу розглянемо деякі популярні й ефективні методи й методики пошуку нових технічних рішень та активізації творчості.